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食品藥品安全向來是人們關(guān)注的重點，而包裝作為食品藥品品質(zhì)的保障，包裝材料的阻隔性能對食品藥品的保質(zhì)期，品質(zhì)穩(wěn)定性，以及防潮，抗氧化都有重大影響，目前，材料的透氣性測試與透濕性測試已經(jīng)比較普及。包裝材料的透氣性能研究，在醫(yī)藥、食品行業(yè)尤其重要，其直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量。單一薄膜無法滿足軟包裝的總體需求，近年來多層復(fù)合膜以優(yōu)異的阻隔性、耐化學(xué)性等優(yōu)勢廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域，其中起關(guān)鍵作用的就是阻隔層材料。
塑料膜透氣性能的測試通常利用氣體透過率測試儀。廣州標(biāo)際生產(chǎn)的壓差法氣體透過率測定儀N500就能很好的起到檢測效果。下面，我們就從包裝材料主要的透氣性原理及影響氣體滲透的幾點因素來認(rèn)識。
氣體透過率測定儀N500
包裝材料的透氣性原理：
氣體透過量。在一個大氣壓差下，每平方米透過面積，24h透過的氣體量(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)。
透氣系數(shù)。在單位時間內(nèi)，單位壓差下，透過單位面積、單位厚度薄膜的透氣量(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)。
氣體對薄膜的透過是一個單分子擴(kuò)散過程，屬于質(zhì)量傳遞過程。共包括三個步驟，當(dāng)在薄膜兩側(cè)存在著濃度不同的某種氣體時，氣體首先溶解于薄膜之中，由于固體薄膜都有分子間隙及分子內(nèi)空隙，氣體在這些間隙中由高濃度向低濃度進(jìn)行擴(kuò)散，后在膜的另一面向外蒸發(fā)。氣體對薄膜的滲透就是由無數(shù)個單分子對薄膜的滲透構(gòu)成的。
不同的氣體(例如:氧氣、氮氣、二氧化碳等)對同一種包裝材料的透氣系數(shù)是不同的。在食品包裝中，主要研究的是氧氣對包裝材料的透過性能，即包裝材料的透氧性能。
包裝材料透氣性
影響氣體滲透性的因素有以下幾點：
①分子鏈的極性。在高聚物材料中，非極性材料有聚乙烯、聚丙烯、聚丁二、聚四氟乙烯等;弱極性的有聚苯乙烯、聚異丁烯、天然橡膠等;極性聚合物有聚氯乙烯、尼龍、聚甲基丙烯酸甲酯等;強極性的有酚醛樹脂、聚酯、聚乙烯醇等。極性分子的相互力大，內(nèi)聚能密度高，阻隔性好，擴(kuò)散系數(shù)低。
②分子鏈的剛性和側(cè)基。分子鏈剛性大、主鏈不靈活的材料玻璃化溫度高的材料氣體透過率較低。分子鏈側(cè)基不對稱，高聚物自由空間大，透過率就相對較高。
③結(jié)晶度。結(jié)晶度高，分子鏈排列愈緊密，氣體透過結(jié)晶性物質(zhì)比透過無定性物質(zhì)需要更多的擴(kuò)散活化能，因而阻隔性更好。一方面結(jié)晶性高聚物的透過率低于無定型高聚物，另一方面，同一種高聚物中結(jié)晶度高的優(yōu)于結(jié)晶度低的
④高聚物的密度。與結(jié)晶度相似，高聚物密度高、阻隔性好、滲透率低。
⑤取向度。通過改變高聚物的拉伸取向可顯著降低氣體透過率，特別對結(jié)晶高聚物，取向可使晶體按一定方向重新排列起來還可以促進(jìn)結(jié)晶，使得滲透劑分子需經(jīng)過更為曲折的路徑才能透過包裝材料。
⑥濕敏度。有些高聚物含有羥基-OHI、酰胺基-CNH-等，對水敏感，當(dāng)水分子滲入，形成氫鍵，使高聚物膨脹、松弛，使透氣性增加。另外一些含酯基一C-0一、氯基乕C=N的高聚物，雖然吸水，但不影響阻隔性，因為不取決于氫鍵。
⑦溫度?？傮w上，氣體或液體在高聚物中的透過率隨溫度升高而增加。這是因為，隨著環(huán)境溫度的升高，影響塑料薄膜阻隔性因素都會有相應(yīng)變化，聚合物分子鍵的剛性下降，內(nèi)聚度下降，自由體積增大。環(huán)境溫度的升高還會使經(jīng)過拉伸取向的聚合物分子鏈間的取向能降低。這些變化使薄膜的透過率隨著環(huán)境溫度的升高而加大。
